低粘度、水性的、丙烯酸改性的醇酸分散体及其生产方法技术

描述了一种水性的、氨基甲酸乙酯和丙烯酸改性的醇酸分散体，其中该分散体基本上不含表面活性剂并且具有小于1重量％的挥发性有机化合物(VOC)。此外，描述了一种用于制备具有小于1重量％VOC的水性的、基本上不含表面活性剂的、氨基甲酸乙酯和丙烯酸改性的醇酸分散体的方法。在该方法中，使丙烯酸改性的醇酸聚合物与碱性化合物在水中反应以形成一种具有第一粘度的丙烯酸改性的醇酸分散体，并且然后将疏水的种子加入到其中以形成一种具有第二粘度的氨基甲酸乙酯和丙烯酸改性的醇酸分散体，该第二粘度实质性地小于该第一粘度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利
本专利技术涉及基本上不含表面活性剂并且具有低VOC的低粘度、水性的、丙烯酸改性的醇酸分散体以及用于制备此类分散体的方法。这些低粘度、水性的、丙烯酸改性的醇酸分散体包含羟基官能的醇酸聚合物、丙烯酸单体和异氰酸酯，其中该分散体基本上不含表面活性剂并且具有小于1重量％的VOC。专利技术背景醇酸聚合物由于其优异的光泽度特征和其粘附到各种衬底上的能力在涂料工业中广泛使用。这些品质对于工业应用而言是重要的。然而，与挥发性有机化合物(VOC)有关的规定已经命令涂料工业降低其产品的VOC含量。在一些情况中，这已经要求从基于溶剂的涂料转换为基于水的或水性涂料。这已经导致性能问题。例如，水性醇酸由于差的水解稳定性可能具有短的保质期。为了改进水性醇酸的水解稳定性并且降低VOC，已经开发了一种丙烯酸改性的醇酸分散体，其中耐水解丙烯酸聚合物变为覆盖并且保护“核”醇酸免于在水分散体中水解的“壳”。尽管成功地延长了保质期并且将VOC降低至约100g/l，此类丙烯酸改性的醇酸分散体可能展示差的抗腐蚀性。因此，抗腐蚀性依然是其中改进是希望的方面。水性醇酸分散体面临的另一个缺点是高粘度。涂覆性能如干燥时间和硬度发展的测量与该醇酸聚合物的分子量有关。因此，重要的是该醇酸聚合物具有足够的分子量。然而，该醇酸聚合物的高分子量典型地导致该醇酸分散体的高粘度。加工具有高粘度的醇酸分散体可能是困难的。然而，降低该分散体中醇酸聚合物的量以降低粘度可能r>导致该醇酸分散体的低树脂固体。这些情况都不会是希望的。此外，对于低VOC醇酸分散体，醇酸分散体粘度可能被加重。为了解决高粘度和低树脂固体的问题，配制者已经将表面活性剂加入到水性的、低VOC醇酸分散体中。表面活性剂已经被证明对于降低用于涂料应用的分散体粘度是有帮助的。配制者已经将表面活性剂作为内部表面活性剂加入(即，该表面活性剂的亲水部分与该醇酸聚合物反应)。聚环氧烷如聚环氧乙烷和聚环氧丙烷已经被典型地用作内部表面活性剂。在制备低VOC醇酸产物的另一种方法中，已经引入了使用外部表面活性剂的醇酸乳液(即，将该表面活性剂与该醇酸聚合物混合或者以其他的方式物理共混以形成乳液)。不幸地，水敏感性亲水部分和/或表面活性剂在该醇酸分散体和醇酸乳液中的存在已经导致在用这些醇酸产品制成的涂料的一些涂料特性上的损害。例如，由于分别在醇酸分散体和醇酸乳液中使用内部和外部表面活性剂，抗腐蚀性和QUV耐受性已经受损害。抗腐蚀性和QUV耐受性对于在室外应用中维持涂料完整性是重要的。进一步的信息在美国专利号3,639,315、欧洲申请号2481763A1和2444436A1、国际专利申请公开号WO2004/060949A1和WO2008086977A1、以及以专利技术专利申请名义的中国专利申请号CN102108246A中描述。因此，存在对于不含有内部或外部表面活性剂并且具有可行的粘度以及优异的涂覆性能的水性的、低VOC醇酸产品的需求。专利技术概述在本专利技术的第一方面，描述了一种水性的、丙烯酸改性的醇酸分散体，其中该分散体基本上不含表面活性剂并且基于该分散体的总重量具有小于1重量％的挥发性有机化合物(VOC)。本专利技术的低粘度、水性的、丙烯酸改性的醇酸分散体包含水、一种或多种醇酸聚合物、一种或多种丙烯酸聚合物、以及至少一种氨基甲酸乙酯连接体(linkage)。丙烯酸改性的醇酸是通过使醇酸聚合物与可自由基聚合的一种或多种丙烯酸酯单体、一种或多种甲基丙烯酸酯单体和/或一种或多种芳香族单体的共混物反应获得的反应产物。丙烯酸改性的醇酸还是一种或多种丙烯酸改性的脂肪酸与醇酸聚合物的反应产物，其中一种或多种丙烯酸改性的脂肪酸是该一种或多种脂肪酸与可自由基聚合的一种或多种丙烯酸酯单体、一种或多种甲基丙烯酸酯单体和/或一种或多种芳香族单体的共混物的反应产物。在此方面的一个特征中，该分散体是不含聚环氧烷的。在此方面的另一个特征中，该分散体是不含聚环氧乙烷和聚环氧丙烷的。在此方面的另一个特征中，该分散体具有小于0.5重量％的异氰酸酯、优选地小于0.1重量百分比的异氰酸酯(基于该分散体的总重量)。在此方面的另一个特征中，该分散体粘度是≤1,500厘泊。进一步关于此特征，该分散体粘度是≤1,000厘泊。进一步关于该第一方面，可以产生包含该丙烯酸改性的醇酸分散体的树脂，其中该树脂具有≥40重量％的固体含量。进一步关于该树脂，该树脂可以具有≥45重量％的固体含量。该树脂可以具有在20度光泽度测试中在300小时的QUV暴露后≥50的QUV光泽度保留值。在本专利技术的另一方面，描述了一种包含水性的、丙烯酸改性的醇酸分散体的树脂，所述分散体包含水、一种或多种醇酸聚合物、一种或多种丙烯酸聚合物、以及至少一种氨基甲酸乙酯连接体，所述分散体具有小于1重量％的表面活性剂(基于该分散体的总重量)、小于1重量％的溶剂(基于该分散体的总重量)、以及小于或等于1,000厘泊的粘度。该树脂具有大于或等于40重量％(基于该分散体的总重量)的固体含量，其中该固体含量是使用ASTMD-1259测量的。在本专利技术的另一个方面中，描述了一种用于制备水性的、基本上不含表面活性剂的、丙烯酸改性的醇酸分散体的方法，该醇酸分散体具有小于1重量％VOC(基于该分散体的总重量)。该方法包括使丙烯酸改性的醇酸聚合物与碱性化合物在水中反应以形成一种具有第一粘度的丙烯酸改性的醇酸分散体，并且将疏水的种子加入到该具有第一粘度的丙烯酸改性的醇酸分散体中以形成一种具有第二粘度的丙烯酸改性的醇酸分散体，其中该第二粘度小于该第一粘度。在此方面的一个特征中，该疏水的种子是二异氰酸酯。进一步关于此特征，该二异氰酸酯与该丙烯酸改性的醇酸聚合物反应以便与该丙烯酸改性的醇酸分散体的丙烯酸改性的醇酸聚合物形成氨基甲酸乙酯连接体。仍进一步关于此特征，该二异氰酸酯与该丙烯酸改性的醇酸聚合物反应以便与该丙烯酸改性的醇酸聚合物形成氨基甲酸乙酯连接体，由此没有二异氰酸酯存在于该产物丙烯酸改性的醇酸分散体中。此外，该二异氰酸酯可以是以下项中的一种或多种：二-环己基甲烷-4,4’-二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二甲苯二异氰酸酯、环己烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、四甲基二甲苯二异氰酸酯、或低聚物六亚甲基二异氰酸酯。在此方面的另一个特征中，该方法可以进一步包括在该疏水的种子已经加入到其中后加热该具有第二粘度的醇酸分散体直到该疏水的种子已经与该醇酸聚合物完全反应并且该第二粘度实质性地低于该第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水性的、氨基甲酸乙酯和丙烯酸改性的醇酸分散体，包含水、一种或多种醇酸聚合物、一种或多种丙烯酸聚合物、以及至少一种氨基甲酸乙酯连接体，其中该分散体基本上不含表面活性剂并且具有小于1重量％的挥发性有机化合物(VOC)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.11.25 US 61/908,2961.一种水性的、氨基甲酸乙酯和丙烯酸改性的醇酸分散体，包含水、一种或多
种醇酸聚合物、一种或多种丙烯酸聚合物、以及至少一种氨基甲酸乙酯连接体，其中
该分散体基本上不含表面活性剂并且具有小于1重量％的挥发性有机化合物(VOC)。
2.如权利要求1所述的分散体，其中该分散体不含聚环氧丙烷。
3.如权利要求1所述的分散体，其中该分散体不含聚环氧乙烷。
4.如权利要求1所述的分散体，其中该分散体具有小于0.1重量％的异氰酸酯。
5.如权利要求1所述的分散体，其中该分散体粘度是≤1,500厘泊。
6.如权利要求5所述的分散体，其中该分散体粘度是≤1,000厘泊。
7.一种包含如权利要求1所述的分散体的树脂，其中该树脂具有≥40％的固体
含量。
8.如权利要求7所述的树脂，其中该树脂具有≥45％的固体含量。
9.如权利要求1所述的分散体，其中所述丙烯酸聚合物任选地具有一个或多个
选自下组的官能部分，该组由以下各项组成：氨基、脲基、脲、羟基、硅烷、磷酸酯、
氟烷、和环氧化物。
10.如权利要求1所述的分散体，其中所述丙烯酸聚合物由一种或多种选自下组
的单体制成，该组由以下各项组成：甲基丙烯酸、甲基丙烯酸异丁酯、丙烯酸2-乙基
己酯、乙烯基甲苯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸十八酯、二丙酮丙烯酰胺、

\t乙酰乙酰氧基乙基甲基丙烯酸酯和苯乙烯。
11.一种组合物，包含(i)如权利要求1所述的分散体，其中所述丙烯酸聚合物
是由二丙酮官能单体和一种或多种烯键式不饱和单体制成的，以及(ii)一种或多种多
官能酰肼化合物。
12.一种组合物，包含(i)如权利要求1所述的分散体，所述丙烯酸聚合物是由
乙酰乙酸酯官能单体和一种或多种烯键式不饱和单体制成的，以及(ii)一种或多种多
官能伯胺化合物。
13.一种包含如权利要求1所述的分散体的树脂，其中该树脂具有在20度光泽
度测试中在300小时的QUV暴露后≥50的QUV光泽度保留值。
14.一种包含水性的、氨基甲酸乙酯和丙烯酸改性的醇酸分散体的树脂，所述分
散体包含水、醇酸聚合物、丙烯酸聚合物、以及至少一种氨基甲酸乙酯连接体，其中
所述分散体具有小于1重量％的表面活性剂、小于1重量％的溶剂、以及小于或等于
1,000厘泊的粘度，
其中所述树脂具有大于或等于40重量％的固体含量。
15.一...

【专利技术属性】
技术研发人员：KJ·金，
申请(专利权)人：阿科玛股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US